SPRAWOZDANIE TECHNICZNE

1. Dane formalno – prawne

   1. Zleceniodawca: Akademia Górniczo – Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

   2. Wykonawca: Daria Gruszczyńska, Magdalena Gwardiak

   3. Termin wykonania zlecenia: 09.07 – 11.07.2014 r.

   4. Przedmiot zlecenia: Wykonanie fotoplanu malowidła ściennego (graffiti) z wykorzystaniem przekształcenia rzutowego

2. Wykorzystane oprogramowanie:

• PTLens

• Ilwis

• Gimp

1. Sprzęt pomiarowy:

• Tachimetr bezlustrowy Trimble 5500 firmy Geodimeter

• Aparat – Nikon D80

1. Czynności pomiarowe:

Pierwszym etapem wykonania fotoplanu było wybranie malowidła ściennego znajdującego się przy szkole podstawowej nr 12, przy ulice Czarnowiejskiej w Krakowie. Następnie zasygnalizowano fotopunkty oraz punkty kontrolne na wybranym murze za pomocą papierowych sygnałów. Łącznie było 15 punktów (8 fotopunktów oraz 7 punktów kontrolnych).

Pomiar punktów wykonano metodą biegunową niezależnie z dwóch stanowisk. Współrzędne obliczono w układzie lokalnym.

Następnie wykonano zdjęcia ściany, tak aby na każdym zdjęciu odfotografowane było 9 punktów (5 fotopunktów oraz 4 punkty kontrolne).

Ustawienia aparatu:

• Ogniskowa f = 65 mm

• ISO 250

• Tryb S, czas otwarcia migawki

1. Czynności kameralne:

   1. Obliczenie osnowy fotogrametrycznej

W tym celu współrzędne punktów uzyskanych z pomiaru w układzie terenowym lokalnym (X,Y,Z) należało przetransformować do układu obiektu. W tym celu należało obliczyć kąt skręcenia układów (różnica azymutów, który po transformacji powinien wynosić 100^g). Następnie przetransformowano współrzędne X, Y do układu obrazu. Wyniki transformacji z obu stanowisk uśredniono. Następnie przesunięto układ równań do fotopunktu położonego w lewym dolnym rogu malowidła ściennego. Na podstawie wartości współrzędnych X obliczono błąd niepłaskości ściany.

1. Usunięcie błędu dystorsji
   W programie PTlens ustawiono parametry kamery odpowiednie dla danego zdjęcia, program automatycznie usunął wpływ błędu dystorsji.

2. Wyznaczenie piksela obiektowego na zdjęciach pozbawionych dystorsji
   Wykorzystując program Gimp pomierzono na zdjęciach przekątne (w pikselach). Obliczono również długości przekątnych na podstawie współrzędnych uzyskanych z pomiaru. Następnie na podstawie danych długości wyznaczono wielkość piksela obiektowego.

3. Przetworzenie zdjęć metodą transformacji rzutowej
   Przetworzenie zdjęć wykonano w programie Ilwis. W tym celu analogicznie dla obu zdjęć należało stworzyć georeferencję oraz wykonać transformację rzutową. Następnie wprowadzić współrzędne 5 odfotografowanych fotopunktów oraz obliczyć transformację. Program obliczył odchyłki na punktach oraz błąd średni.
   Następnie utworzono kolejną georeferencję, która służy do wprowadzenia parametrów resamplingu i podania zakresu fotomapy wynikowej. Końcowym etapem przetworzenia zdjęć był resampling.

1. Analiza dokładności fotoplanów częściowych

W celu analizy w programie Gimp pomierzono współrzędne fotopunktów znajdujących się na fotoplanie (w pikselach). Następnie przeliczono współrzędne pikselowe na terenowe oraz obliczono różnice pomiędzy współrzędnymi.

1. Mozaikowanie fotoplanów częściowych
   Mozaikowanie wykonano w programie Gimp. W tym celu stworzono nowy obraz, którego szerokość wynosiła ok. 2,5x szerokości jednej części fotoplanu oraz wysokość ok. 1,5x wysokość fotoplanu. Następnie wstawiono 2 zdjęcia oraz dopasowano je do siebie na podstawie fotopunktów. Ustawiono jasność oraz kontrast zdjęć tak, aby były tego samego koloru. Następnie wycięto i zapisano fotoplan jako jedną całość.
   Przygotowano także fotoplan do wydruku tak, aby zmieścić go na formacie A4.

2. Wyniki:

Współrzędne w układzie terenowym:

Stanowisko 1.

nr	X	Y	Z
1	106.943	95.055	201.738
2	107.023	96.189	201.732
3	107.094	97.163	201.735
4	107.160	98.118	201.737
5	107.247	99.679	201.746
6	106.932	95.038	200.524
7	107.005	96.123	200.528
8	107.076	97.154	200.515
9	107.146	98.145	200.520
10	107.247	99.682	200.517
11	106.914	95.031	199.070
12	106.996	96.102	199.081
13	107.068	97.143	199.080
14	107.135	98.157	199.088
15	107.243	99.691	199.072

Stanowisko 2.

nr	X [m]	Y [m]	Z [m]
1	107.620	95.433	201.779
2	107.509	96.564	201.772
3	107.416	97.536	201.778
4	107.322	98.488	201.778
5	107.145	100.042	201.780
6	107.613	95.414	200.565
7	107.503	96.496	200.569
8	107.399	97.524	200.555
9	107.302	98.512	200.561
10	107.144	100.045	200.558
11	107.597	95.404	199.111
12	107.495	96.474	199.122
13	107.394	97.512	199.121
14	107.290	98.523	199.128
15	107.137	100.053	199.113

Parametry transformacji:

α₁ = 4,3333^g

α₂ = -6,2787^g

Obliczenie azymutów odcinków poziomych w płaszczyźnie malowidła ściennego

Stanowisko I [^g]	Stanowisko II [^g]	Azymut średni [^g]
95.6667	106.2787	100.9727

Współrzędne po transformacji

	Stanowisko 1	Stanowisko 2
nr	X [m]	Y [m]
1	100.230	102.109
2	100.233	103.245
3	100.238	104.222
4	100.238	105.179
5	100.219	106.742
6	100.220	102.091
7	100.219	103.178
8	100.220	104.212
9	100.223	105.205
10	100.219	106.745
11	100.203	102.083
12	100.212	103.157
13	100.213	104.200
14	100.211	105.216
15	100.214	106.754

Współrzędne uśrednione

nr	X [m]	Y [m]	Z [m]
1	108.4478	93.1218	201.7585
2	108.4508	94.2584	201.7520
3	108.4556	95.2349	201.7565
4	108.4572	96.1919	201.7575
5	108.4375	97.7555	201.7630
6	108.4385	93.1038	200.5445
7	108.4376	94.1914	200.5485
8	108.4379	95.2247	200.5350
9	108.4405	96.2178	200.5405
10	108.4371	97.7585	200.5375
11	108.4213	93.0956	199.0905
12	108.4288	94.1700	199.1015
13	108.4312	95.2132	199.1005
14	108.4292	96.2295	199.1080
15	108.4317	97.7672	199.0925

Współrzędne po przesunięciu układu do lewego dolnego fotopunktu

nr	X [m]	Y [m]	Z [m]
1	108.4478	0.0262	2.6680
2	108.4508	1.1629	2.6615
3	108.4556	2.1394	2.6660
4	108.4572	3.0963	2.6670
5	108.4375	4.6599	2.6725
6	108.4385	0.0083	1.4540
7	108.4376	1.0958	1.4580
8	108.4379	2.1291	1.4445
9	108.4405	3.1222	1.4500
10	108.4371	4.6630	1.4470
11	108.4213	0.0000	0.0000
12	108.4288	1.0745	0.0110
13	108.4312	2.1177	0.0100
14	108.4292	3.1339	0.0175
15	108.4317	4.6716	0.0020

Wyznaczenie niepłaskości ściany

v=X-Xsr [m]
0.009
0.012
0.017
0.018
-0.001
0.000
-0.001
-0.001
0.002
-0.002
-0.018
-0.010
-0.008
-0.010
-0.007

Suma odchyłek wynosi 0, co oznacza, że ścianę można uznać za płaską

Odchyłki na fotopunktach:

zdjęcie lewe	zdjęcie prawe
nr	Y [px]
1	0.13
3	0.06
7	-0.36
11	0.04
13	0.12

Sigma:

Dla zdjęcia lewego = 0,37 px

Dla zdjęcia prawego = 0,77 px

Analiza dokładności fotopunktów

Zdjęcie lewe

					zdjęcie	mur
nr	x [px]	y [px]	x [mm]	y[mm]	x [mm]	y [mm]	x [mm]	y[mm]	vx
1	30.8	3553.6	22.2	2566.7	-1049.6	1307.6	-909.0	1257.7	-140.6
3	2564.6	3552.3	1852.4	2565.8	1063.5	1305.6	921.1	1256.8	142.4
7	1313.5	1942.8	948.7	1403.3	20.0	97.6	17.5	94.3	2.5
11	0.0	0.0	0.0	0.0	-1075.8	-1360.4	-931.3	-1309.0	-144.5
13	2537.7	12.8	1832.9	9.2	1041.9	-1350.4	901.7	-1299.8	140.2

Zdjęcie prawe

					zdjęcie	mur
nr	x [px]	y [px]	x [mm]	y[mm]	x [mm]	y [mm]	x [mm]	y[mm]	vx
3	212.3	122.6	24.3	2804.6	-1202.8	1305.9	-1315.6	1379.2	112.7
5	4030.4	113.5	2782.0	2811.1	1317.8	1312.4	1442.2	1385.8	-124.4
9	1698.6	1901.4	1097.8	1519.8	-219.9	89.9	-242.0	94.4	22.1
13	178.7	4005.5	0.0	0.0	-1224.5	-1350.1	-1339.8	-1425.4	115.3
15	4048.4	4017.5	2795.0	-8.7	1329.5	-1358.1	1455.2	-1434.0	-125.7